Sistemas de protección submarina.
Recientemente, cada vez más expertos en seguridad antiterrorista prestan atención al alto peligro potencial de ataques terroristas dirigidos contra infraestructuras y transportes acuáticos. Todos los crecientes casos de secuestros de barcos por parte de piratas, incluidos aquellos que utilizan buzos, confirman los temores. Estados Unidos, especialmente después de los acontecimientos del 11 de septiembre, estaba desconcertado por el problema del fortalecimiento de sus cuerpos de agua, y la destrucción en Nueva Orleans, que en última instancia fue causada por el colapso de la presa, muestra claramente las posibles consecuencias de una «pequeña Explosión submarina en el lugar “correcto”. Todas las dudas desaparecen cuando se trata de la seguridad de presas, embalses, centrales hidroeléctricas o centrales nucleares. Y los próximos Juegos Olímpicos en Sochi plantean serios desafíos para garantizar la seguridad de la costa.
Un sistema integral de seguridad de cuerpos de agua consta de varios subsistemas:
1) subsistema de seguridad del espacio aéreo, resuelto mediante radares locales;
2) el subsistema para garantizar la seguridad de la superficie del agua se resuelve mediante un conjunto de herramientas estándar: videovigilancia, cámaras termográficas, radares;
3) subsistema para garantizar la seguridad de la parte submarina del área de agua. Consiste en dispositivos y dispositivos de detección de intrusiones, medios y medidas para contrarrestar la intrusión (incluidos los activos).
El último aspecto de la seguridad es el más difícil, en primer lugar, debido al alto nivel de peligro potencial (los nadadores saboteadores son una amenaza muy grave), y en segundo lugar, porque requiere el uso de equipo especializado.
Los líderes en el desarrollo de sistemas de protección submarina son Inglaterra (la isla), Estados Unidos e Israel. Consideremos las clases de equipos destinados a este fin.
Un ejemplo de dispositivos antiintrusión son los desarrollos de Westminster International LTD (Inglaterra) — Underwater Security Net y TSS (Israel) — F-8000-Marinet. Estos sistemas son barreras de malla con integridad estructural controlada.
La Red de Seguridad Subacuática consta de partes submarinas y de superficie, que están sostenidas por pontones de polietileno con un diámetro de 40 cm. La altura de la parte de superficie es de 1,8 m, lo que permite bloquear los buques de superficie, así como los intentos de trepar por encima de la valla. El borde inferior de la parte submarina de la red se fija al fondo mediante bloques de hormigón; se han adoptado medidas especiales que no permiten retirar los bloques ni realizar un túnel.
Fig. 1 – Red de seguridad submarina
La red es una estructura de malla con celdas de 16 x 16 cm, creada a partir de cuerdas especiales (5 mm de diámetro), que consta de una funda de acero, capas protectoras internas y fibra óptica monomodo.
Fig. 2– Red de fibra
La red está dividida en módulos de 5 m de ancho, lo que permitirá sustituir fácilmente las zonas dañadas. Una unidad electrónica ubicada en la parte superior de la red monitorea la integridad de la fibra óptica dentro de un módulo y, si se rompe, emite una alarma al poste central. Para garantizar la posibilidad de paso autorizado de embarcaciones al área protegida, es posible instalar puertas controladas a distancia.
Fig. 3– Red de seguridad subacuática con puerta integrada
La conexión entre los dispositivos de red y el correo puede ser de fibra óptica o mediante WLAN. Un software especial le permite monitorear el equipo en tiempo real e indicar la ubicación de la rotura con una precisión de 5 m
Fig. 4– Programa de Monitoreo de Barreras
El equipo F8000 Marinet tiene una estructura y características similares, pero se declara un algoritmo de control de red más complejo, que permite reconocer intentos de cortar, rasgar, estirar, cortocircuitar o aplastar la red. Al mismo tiempo, el procesador filtra el ruido de fondo provocado por las olas del mar.
Cabe señalar que, a pesar del atractivo de estos dispositivos, sólo se pueden utilizar eficazmente en ausencia de fuertes corrientes que puedan transportar grandes desechos (troncos, etc.), y su funcionamiento es considerablemente difícil si en invierno, el área del agua se congela.
Los equipos de detección de intrusiones submarinas son una clase de equipos en desarrollo dinámico. Los más difundidos son los dispositivos acústicos (sonares). El principio de su funcionamiento es similar al principio de detección de objetos de un radar convencional, solo se utiliza ultrasonido para escanear el espacio (frecuencias de intervalo: 50 a 90 kHz). Existen varias opciones de diseño para sonares submarinos.
El sistema Sentinel Intruder Detector Sonar (IDS) de Sonardyne International Ltd y el sistema Cerberus de QinetiQ utilizan unidades radiantes cilíndricas (44 cm por 33 cm para el sistema IDS), que se sumergen en agua a profundidades de hasta 50 m. Incluye: los bloques de unidades radiantes reales, los módulos de procesamiento de señales, el equipo del panel de control central y el software.
Los emisores pueden sumergirse en agua desde el costado de un barco, un muelle o pueden instalarse permanentemente en el fondo sobre soportes especiales.
Fig. 5– Módulos emisores Cerberus (izquierda) y Sentinel (derecha)
El módulo emisor genera haces ultrasónicos, recibe señales reflejadas, digitaliza los datos recibidos y los transmite a un módulo de procesamiento, que descifra las señales, las analiza y las envía a una consola central de seguimiento equipada con computadoras con un software especial. La estructura del sistema se ilustra en la Fig. 6.
Fig. 6– Estructura del sistema Sentinel
La distancia máxima entre el emisor y el dispositivo de procesamiento de señal es de 10 km (cuando se utiliza un canal de comunicación de fibra óptica). La conexión entre los módulos de procesamiento y la estación central se realiza mediante tecnología Industrial Ethernet o WLAN.
El emisor controla el espacio a su alrededor 3600, mientras que el alcance puede alcanzar hasta 2 km en el plano horizontal. Los emisores se pueden usar individualmente o combinarse en un solo sistema para proteger líneas extendidas (hasta 10 en el sistema IDS). A continuación se detallan varias opciones para instalar emisores.
Fig. 7– Opciones de ubicación de emisores para la protección de zonas de agua
Las pequeñas dimensiones y el peso del módulo de emisión (35 kg) permiten desplegar rápidamente el sistema en caso de uso no estacionario (el tiempo de preparación indicado es de 30 minutos). Para eliminar la detección de objetos falsos debido al balanceo del emisor (en el caso de montaje en cable), se han desarrollado medidas especiales para compensar su propio movimiento.
En el puesto central, mediante un software especial, se recopila y visualiza la información recibida y se muestra en pantallas el estado del área de agua protegida. El software monitorea automáticamente el área del agua, detecta objetos, analiza su grado de peligro e intenta identificarlos. Si un objeto detectado se considera peligroso, el sistema calcula sus coordenadas, velocidad y dirección de movimiento, dimensiones y traza una trayectoria de movimiento. El software le permite gestionar hasta 60 objetos al mismo tiempo.
Para eliminar falsas alarmas, se pueden establecer manualmente los valores umbral de los parámetros por encima de los cuales un objeto se considera potencialmente peligroso. También proporciona protección contra señales extrañas que pueden ocurrir en puertos ocupados. El mapa del terreno se puede integrar con GPS y Google Earth.
Fig. 8– Ventanas del programa de monitoreo
Se utiliza un tipo diferente de emisor en el sistema Driver Detector Sonar de Westminster International LTD.
Fig. 9– Emisor del sistema de sonda del detector del conductor
En un sonar de este tipo, sólo las antenas receptoras y transmisoras se colocan bajo el agua; todos los demás equipos se elevan por encima de la superficie del agua. Las antenas giran mediante un motor, controlando un espacio con un radio de hasta 2 km con un ángulo de visión vertical de hasta 980. Las unidades se comunican con el puesto central mediante tecnologías WLAN. Los algoritmos especiales para el procesamiento de señales y el filtrado de señales extrañas permiten alcanzar casi el 100% de probabilidad de detectar objetos peligrosos.
Las capacidades del software de la estación de trabajo del operador son similares a las descritas anteriormente.
Westminster International LTD también ofrece soluciones capaces de dibujar imágenes en 3D del fondo y sistemas para la protección de tuberías submarinas (un sonar cubre 1 km de tubería).
Fig. 10 – Imagen 3D del fondo obtenida con Pulsar-3D.
Las desventajas de todo tipo de sonares incluyen la baja sensibilidad a los objetos que se mueven muy cerca del fondo a baja velocidad. Para eliminar este inconveniente, se utilizan medios de detección magnetométricos.
La detección magnetométrica significa registrar distorsiones del campo magnético terrestre si se encuentran sustancias ferromagnéticas cerca del elemento sensible (cable). Un ejemplo de un sistema construido según un principio similar es el complejo Neptuno de JSC NPK Dedal.
Fig. 10 –Complejo Magnetométrico de Neptuno
Los sistemas magnetométricos son pasivos, es decir, no se puede registrar el hecho de su funcionamiento. Los sistemas se utilizan con mayor frecuencia en profundidades ultrapoco profundas, donde el funcionamiento de medios hidroacústicos es imposible o difícil. Las ventajas incluyen un alto grado de fiabilidad, ya que el sistema es insensible a los mamíferos marinos. Las desventajas incluyen una alta susceptibilidad a las interferencias electrónicas y el hecho de que no permiten registrar intrusos «diamagnéticos» (sin objetos metálicos; en la práctica, un intruso de este tipo es extremadamente improbable).
Los sistemas integrados de protección de áreas acuáticas también incluyen un sistema de videovigilancia subacuática, incluido el móvil (las cámaras están instaladas en robots submarinos controlados). Las cámaras no sólo son resistentes al agua, sino también con una sensibilidad muy alta, ya que en el agua, especialmente en aguas contaminadas, la luz de fondo es ineficaz. Por la misma razón, las cámaras termográficas submarinas rara vez se utilizan: el agua absorbe fuertemente la radiación IR.
Un sistema de alerta acústica permite informar a los nadadores submarinos de que han sido detectados y están siendo guiados, y un sistema de contramedidas activo (normalmente acústico) permite neutralizar a los intrusos de forma remota.
Ejemplos de sistemas integrados globales para garantizar la seguridad de las instalaciones de infraestructura hídrica incluyen UPSS (Sistema de seguridad portuaria submarina), UIS (Sistema de inspección submarina), IAS (Sistema integrado anti-nadador).
Por lo tanto, basándose en el análisis realizado, me gustaría llamar la atención de los fabricantes e instaladores de sistemas nacionales sobre las amplias capacidades de los sistemas de seguridad submarinos y alentarlos a crear y utilizar sistemas similares en las instalaciones rusas.
En la preparación del artículo se utilizaron materiales de los sitios web oficiales de estas empresas